- •Физиология человека
- •Isbn 978-985-06-1615-9© Издательство «Вышэйшая школа», 2009
- •Раздел I
- •Глава 1. Физиология, ее предмет, методология и история развития
- •1.1. Предмет физиологии и его значение в системе медицинских знаний
- •1.2. Методы физиологических исследований
- •1.3. Краткая история развития физиологии
- •5Гпубиблиотека17
- •Глава 2. 0б1щ1е закономерности осуществления и регуляции физиологических функций
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Нервно-гуморальная регуляция функций организма
- •Глава 3. Физиология эндокринной системы
- •3.1. Общая характеристика эндокринной системы
- •3.2. Физиологическая роль эндокринной системы
- •3.3. Гипоталамо-гипофизарная система
- •3.4. Щитовидная железа
- •3.5. Паращитовидные железы
- •3.6. Шишковидная железа
- •3.7. Надпочечники
- •3.8. Половые железы
- •3.9. Поджелудочная железа
- •3.10. Вилочковая железа (тимус)
- •3.12. Стресс, его механизмы, способы профилактики
- •Глава 4. Физиология возбудимых тканей
- •4.2. Электрическая сигнализация в возбудимых тканях
- •Глава 5. Физиология мышц 5.1. Скелетные мышцы
- •Ситуационные задачи
- •Глава 6. Общая физиология центральной нервной системы (цнс)
- •6.2. Свойства и принципы функционирования нервных центров
- •Глава 7. Частная физиология центральной нервной системы
- •7.1. Нервные центры и методы их исследования
- •Глава 8. Физиология системы крови
- •8.5. Система регуляции агрегатного состояния крови (pack)
- •Глава 9. Физиология кровообращения
- •9.3. Лимфа и лимфообращение
- •Глава 10. Физиология дыхания
- •10.1. Общая характеристика
- •10.2. Внешнее дыхание
- •10.3. Методы исследования и показатели внешнего дыхания
- •10.4. Газообмен в легких
- •10.5. Транспорт газов кровью
- •10.6. Газообмен в тканях
- •10.7. Регуляция дыхания
- •Глава 11. Физиология пи1щеварения
- •11.5. Пищеварительная и непищеварительные функции печени
- •Глава 12. Обмен веществ и энергии. Питание
- •12.1. Обмен веществ и получение энергии
- •12. 2. Энергетические затраты организма и методы их измерения
- •Глава 13. Теплообмен организма
- •13.1. Гомойотермия как баланс теплопродукции и теплоотдачи
- •Глава 14. Физиология выделения
- •14.4. Нервная и гуморальная регуляция деятельности почек
- •14.7. Выделительные функции легких и пищеварительного тракта
- •Раздел III
- •Глава 15. Высшая нервная деятельность
- •15.1. Врожденные и приобретенные поведенческие реакции
- •Глава 16. Физиология анализаторов
- •Раздел I 4
11.5. Пищеварительная и непищеварительные функции печени
Функции печени следующие.
Пищеварительная функция заключается в выработке основных компонентов желчи, которая содержит вещества, необходимые для пищеварения. Кроме желчеобразования печень выполняет много других важных для организма функций.
Экскреторная функция печени связана сжелчевыделе- нием. В составе желчи из организма выводятся желчный пигмент билирубин и избыточное количество холестерина.
Печень играет ведущую роль в углеводном, белковом и липидном обмене. Участие в углеводном обмене связано с глюкостатической функцией печени (поддержание нормального уровня глюкозы в крови). В печени происходит синтез гликогена из глюкозы при повышении ее концентрации в крови. С другой стороны, при снижении уровня глюкозы в крови в печени осуществляются реакции, направленные на выброс глюкозы в кровь (распад гликогена или гликогенолиз) и на синтез глюкозы из остатков аминокислот (глюконеогенез).
Участие печени в белковом обмене связано с расщеплением аминокислот, синтезом белков крови (альбуминов, глобулинов, фибриногена), факторов свертывающей и противо- свертывающей систем крови.
Участие печени в липидном обмене связано с образованием и распадом липопротеинов и их компонентов (холестери- На, фосфолипидов).
Печень выполняет депонирующую функцию. Она являйся местом хранения гликогена, фосфолипидов, некоторых витаминов (A, D, К, РР), железа и других микроэлементов. В печени также депонируется значительный объем крови.
В печени происходит инактивация многих гормонов и биологически активных веществ: стероидов (глюкокортикоидов и половых гормонов), инсулина, глюкагона, катехоламинов, се- ротонина, гистамина.
• Печень выполняет также обезвреживающую, или де- токсикационную, функцию, т.е. участвует в разрушении различных продуктов метаболизма и чужеродных веществ, поступивших в организм. Обезвреживание токсичных веществ осуществляется в гепатоцитах с помощью микросомальных ферментов и обычно происходит в два этапа. Сначала вещество подвергается окислению, восстановлению или гидролизу, а затем происходит связывание метаболита с глюкуроновой либо серной кислотой, глицином, глутамином. В результате таких химических превращений гидрофобное вещество становится гидрофильным и выводится из организма в составе мочи и секретов желез пищеварительного тракта. Главным представителем микросомальных ферментов гепатоцитов является цитохром Р450, который катализирует реакции гидроксилиро- вания токсичных веществ. В обезвреживании бактериальных эндотоксинов важная роль принадлежит купферовским клеткам печени.
Составной частью детоксикационной функции печени является обезвреживание токсических веществ, всасывающихся в кишечнике. Эту роль печени часто называют барьерной. Образующиеся в кишечнике яды (индол, скатол, крезол) всасываются в кровь, которая, прежде чем попасть в общий кровоток (нижнюю полую вену), идет в воротную вену печени. В печени ядовитые вещества захватываются и нейтрализуются. О значимости для организима детоксикации ядов, образующихся в кишечнике, можно судить по результатам опыта, называемого фистулой Экка — Павлова: воротную вену отделяли от печени и подшивали к нижней полой вене. Животное в этих условиях через 2—3 дня погибало из-за интоксикации ядами, образующимися в кишечнике.
Желчь и ее роль в кишечном пищеварении. Желчь является продуктом деятельности печеночных клеток — гепатоцитов. За сутки секретируется 0,5— 1,5 л желчи. Она представляет собой жидкость зеленовато-желтого цвета слабощелочной реакции. В состав желчи входят вода, неорганические вещест-
Ba (Na+, К+ Са2+ CP, НСО3), ряд органических веществ, которые определяют ее качественное своеобразие. Это синтезируемые печенью из холестерина желчные кислоты (холе- вая и хенодезоксихолевая), желчный пигмент билирубин, образующийся при разрушении гемоглобина эритроцитов, холестерин, фосфолипид лецитин, жирные кислоты. Желчь является одновременно секретом и экскретом, так как содержит вещества, предназначенные для выведения из организма (холестерин, билирубин).
Основные функции желчи следующие.
Нейтрализует кислый химус, поступающий в двенадцатиперстную кишку из желудка, что обеспечивает смену желудочного пищеварения на кишечное.
Создает оптимальное рН для действия ферментов поджелудочной железы и кишечного сока.
Активирует липазу поджелудочной железы.
Эмульгирует жиры, что облегчает их расщепление панкреатической липазой.
Способствует всасыванию продуктов гидролиза жиров.
Стимулирует моторику кишечника.
Обладает бактериостатическим действием.
Выполняет экскреторную функцию.
Важная функция желчи — способность эмульгировать жиры — связана с присутствием в ней желчных кислот. Желчные кислоты в своей структуре имеют гидрофобную (стероидное ядро) и гидрофильную (боковая цепь с СООН-группой) части и являются амфотерными соединениями. В водном растворе они, располагаясь вокруг жировых капель, снижают их поверхностное натяжение и превращают в тонкие, почти мономолекулярные жировые пленки, т.е. эмульгируют жиры. Эмульгирование увеличивает площадь поверхности жировой капли и облегчает расщепление жиров липазой панкреатического сока.
Гидролиз жиров в просвете двенадцатиперстной кишки и транспорт продуктов гидролиза к клеткам слизистой тонкого кишечника осуществляется в особых структурах — мицеллах, образующихся с участием желчных кислот. Мицелла обычно имеет сферическую форму. Ее ядро формируют гидрофобные фосфолипиды, холестерин, триглицериды, продукты гидролиза жиров, а оболочка состоит из желчных кислот, которые ориентированы таким образом, что их гидрофильные части соприкасаются с водным раствором, а гидрофобные — направлены внутрь мицеллы. Благодаря мицеллам облегчается всасывание не только продуктов гидролиза жиров, на и жирорастворимых витаминов A, D, Е, К.
Большая часть желчных кислот (80—90%), поступивших в просвет кишечника с желчью, в подвздошной кишке подвергается обратному всасыванию в кровь воротной вены, возвращается в печень и включается в состав новых порций желчи. В течение суток такая кишечно-печеночная рециркуляция желчных кислот обычно происходит 6— 10 раз. Небольшое количество желчных кислот (0,2—0,6 г/сут) выводится из организма с калом. В печени из холестерина синтезируются новые желчные кислоты взамен экскретированных. Чем больше желчных кислот обратно всасывается в кишечнике, тем меньше образуется новых желчных кислот в печени. Вместе с тем увеличение экскреции желчных кислот стимулирует их синтез гепатоцитами. Вот почему прием грубоволокнистой растительной пищи, содержащей клетчатку, которая связывает желчные кислоты и препятствует их обратному всасыванию, приводит к увеличению синтеза желчных кислот печенью и сопровождается снижением уровня холестерина крови.
Регуляция желчеобразования и желчевыделения. Процесс образования желчи в печени (холерез) происходит постоянно. При приеме пищи желчь по желчным ходам поступает в печеночный проток, откуда через общий желчный проток попадает в двенадцатиперстную кишку. В межпищеварительный период она через пузырный проток поступает в желчный пузырь, где хранится до следующего приема пищи (рис. 11.3). Пузырная желчь в отличие от печеночной более концентрированная и имеет слабокислую реакцию вследствие обратного всасывания эпителием стенки желчного пузыря воды и ионов бикарбоната.
Непрерывно протекающий в печени холерез может изменять свою интенсивность под влиянием нервных и гуморальных факторов. Возбуждение блуждающих нервов стимулирует холерез, а возбуждение симпатических нервов угнетает этот процесс. При приеме пищи образование желчи рефлекторно усиливается через 3—12 мин. Интенсивность желчеобразования зависит от пищевого рациона. Сильными стимуляторами холереза — холеретиками — являются яичные желтки, мясо, хлеб, молоко. Активируют образование желчи такие гуморальные вещества, как желчные кислоты, секретин, в меньшей степени — гастрин, глюкагон.
Желчевыделение (холекинез) осуществляется периодически и связано с приемом пищи. Поступление желчи в двенадцатиперстную кишку происходит при расслаблении сфинктера Одди и одновременном сокращении мышц желчного пузыря и желчных протоков, что повышает давление в желчевыводящих путях. Выделение желчи начинается через 7—10 мин после приема пищи и продолжается в течение 7—10 ч. Возбуждение блуждающих нервов стимулирует холекинез на начальных этапах пищеварения. При попадании пищи в двенадцатиперстную кишку наибольшую роль в активации процесса желчевыведения играет гормон холецистокинин, который вырабатывается в слизистой двенадцатиперстной кишки под влиянием продуктов гидролиза жиров. Показано, что активные сокращения желчного пузыря начинаются через 2 мин после поступления жирной пищи в двенадцатиперстную кишку, а через 15—90 мин желчный пузырь полностью опорожняется. Наибольшее количество желчи выводится при потреблении яичных желтков, молока, мяса.
Поступление желчи в двенадцатиперстную кишку происходит обычно синхронно с выделением панкреатического сока вследствие того, что общий желчный и панкреатический протоки имеют общий сфинктер — сфинктер Одди (рис. 11.3).
:'f,;
Сфинктер
общего желчного протока (сф. Одди)
Рис.
11.3.
Схема строения желчевыводящих путей
Двенадцатипервтнай
Сфинктер
Общий \ ^ желчного желчный \ пузыря проток
проток
поджелудочной
железы
натощак. Самая первая порция дуоденального содержимого (порция А) имеет золотисто-желтый цвет, вязкую консистенцию, слегка опалесцирует. Эта порция представляет собой смесь желчи из общего желчного протока, панкреатического и кишечного соков и диагностической ценности не имеет. Ее собирают в течение 10—20 мин. Затем через зонд вводят стимулятор сокращения желчного пузыря (25% раствор магния сульфата, растворы глюкозы, сорбита, ксилита, растительное масло, яичный желток), либо подкожно гормон холецистокинин. Вскоре начинается опорожнение желчного пузыря, которое приводит к выделению густой темной желчи желто-коричневого или оливкового цвета (порция В). Порция В составляет 30—60 мл и поступает в двенадцатиперстную кишку в течение 20—30 мин. После вытекания порции В из зонда выделяется золотисто-желтая желчь — порция С, которая выходит из печеночных желчных протоков.
11.6. Пищеварение в тонком кишечнике
В процессе перемещения пищевых масс по тонкому кишечнику происходит гидролиз питательных веществ с помощью ферментов поджелудочной железы и кишечного сока; образующиеся при этом мономеры всасываются в кровь и лимфу и используются для обеспечения энергетических и пластических затрат организма. Таким образом, в тонком кишечнике осуществляются все основные пищеварительные функции желудочно- кишечного тракта: секреторная, моторная и всасывательная.
Состав и свойства кишечного сока. Секреторная функция кишечника заключается в выработке кишечного сока секреторными железами слизистой оболочки тонкого кишечника. Он представляет собой мутную вязкую жидкость щелочной реакции (рН 7,2—8,6) и продуцируется в объеме до 2,5 л за сутки. В кишечном соке содержится около 20 различных ферментов, принимающих участие в пищеварении: протеазы (карбо- ксипептидаза, аминопептидаза, дипептидазы), амилаза, маль- таза, липаза, эстераза, фосфолипаза, нуклеаза, щелочная фосфатаза и другие ферменты. Ферменты кишечного сока осуществляют заключительный этап переваривания пищевых веществ, начальные стадии которого происходят под влиянием ферментов других пищеварительных соков в вышележащих отделах пищеварительного тракта (слюны, желудочного и пан-
Креатического соков). В регуляции секреции кишечного сока 0&душую роль играют местные механизмы — нервно-рефлек- ^орные и гуморальные. Механическое раздражение слизистой тонкой кишки пищевыми массами возбуждает рецепторы слизистой и рефлекторно вызывает усиление кишечной секреции по безусловно-рефлекторному механизму с участием нейронов межмышечного нервного сплетения кишечной стенки. j-jpH этом образуется жидкий кишечный сок, содержащий небольшое количество ферментов. Гуморальными стимуляторами кишечной секреции являются продукты переваривания белков и жиров, соляная кислота, панкреатический сок, некоторые гормоны пищеварительного тракта, образующиеся в эндокринных клетках слизистой оболочки тонкой кишки (желудочный ингибирующий пептид, мотилин). Под влиянием гуморальных раздражителей усиливается выработка кишечного сока, богатого ферментами.
Виды кишечного пищеварения. В зависимости от локализации процессы переваривания питательных веществ в тонком кишечнике могут осуществляться как в полости тонкой кишки с участием ферментов панкреатического и кишечного соков — полостное пищеварение, так и на поверхности слизистой оболочки кишечной стенки и на мембране энтероцитов — пристеночное, или мембранное, пищеварение. Пристеночное пищеварение впервые было описано A.M. У голевым.
Благодаря наличию кишечных складок, ворсинок и микроворсинок (на каждой клетке энтероцита имеется 1700— 3000 микроворсинок) площадь поверхности кишечника увеличивается в 300—600 раз и достигает 200 м2 Самый наружный слой кишечной поверхности покрыт слизью, продуцируемой бокаловидными клетками, с включением фрагментов слущи- вающегося кишечного эпителия. В этом слое слизи сорбировано много ферментов из панкреатического и кишечного секретов. Поэтому процессы расщепления питательных веществ идут интенсивнее, чем в полости кишечника, здесь начинается пристеночное пищеварение.
Подслоем слизи располагается 2-й слой, называемый гли- к°каликсом, в котором особенно активно идут процессы при- Стеночного пищеварения. В структуру гликокаликса входят короткие нити полимерных веществ, образующие своеобразный Пористый фильтр, через который не проходят крупные молеку- flbl> частицы пищи и микроорганизмы кишечника. Волокна гликокаликса сорбируют пищеварительные ферменты и обеспечивают их активность. Гликокаликс формирует своеобразную среду для поверхностной мембраны энтероцитов.
Третий уровень пристеночного пищеварения, который называют также мембранным пищеварением, осуществляется непосредственно на мембранах энтероцитов ферментами, синтезируемыми в этих клетках, переносимых на поверхность ц встраиваемых в мембраны энтероцитов.
Считают, что в процессе полостного пищеварения происходит в основном ферментативное расщепление полимеров д0 олигомеров. В процессе пристеночного пищеварения на гли- кокаликсе энтероцитов осуществляется расщепление олигомеров до димеров, а непосредственно на мембране энтероцитов димеры расщепляются до мономеров с помощью ферментов, встроенных в мембраны энтероцитов. Затем мономеры с помощью транспортных белков мембран энтеророцитов всасываются, поступая сначала в энтероциты, а затем в кровь или лимфу. Конечный этап расщепления димеров до мономеров и процесс всасывания мономеров сопряжены друг с другом. Возможно, ферменты, осуществляющие конечный этап гидролиза, одновременно участвуют в качестве мембранных белков- переносчиков в процессе всасывания мономеров.
Пристеночное пищеварение представляет собой эффективный механизм расщепления олигомеров, так как осуществляется ферментами, располагающимися на сорбирующих их поверхностях в строгой последовательности, в виде своеобразного конвейера. Активные центры ферментов ориентированы не хаотично, а направлены внутрь межворсинчатых промежутков, что также повышает их ферментативную активность.
Моторная функция тонкого кишечника и ее регуляция. Моторная функция тонкого кишечника обеспечивает продвижение пищевых масс по кишечнику в дистальном направлении, перемешивание их с секретами пищеварительных желез, контакт химуса с поверхностью кишечных стенок. Интенсивность моторики определяет длительность задержки пищевых масс в определенном отделе кишечника и таким образом оказывает влияние на эффективность полостного и пристеночного пищеварения и всасывания питательных веществ.
Моторная функция тонкой кишки осуществляется в ре" зультате координированного сокращения гладкомышечных клеток наружного (продольного) и внутреннего (циркулярн0' r0) мышечных слоев кишечной стенки. Различают следующие функциональные виды моторики тонкой кишки: ритмическая сегментация, маятникообразные движения, перистальтические и тонические сокращения.
Ритмическая сегментация проявляется одновременным сокращением циркулярных мышц кишечной стенки на некотором расстоянии друг от друга, которое длится несколько секунд и сменяется новым сокращением в других отделах кишечной трубки, вследствие чего содержимое кишечника разделяется на сегменты и перемешивается.
Маятникообразные движения возникают при ритмичном сокращении продольного мышечного слоя, что приводит к смещению стенки кишки относительно химуса вперед—назад. Они обеспечивают перемешивание кишечного содержимого, находящегося в контакте с кишечной стенкой, и небольшое смещение в дистальном направлении.
Перистальтические сокращения — основной вид про- лульсивных сокращений, вызывающих перемещение химуса по пищеварительному тракту. Перистальтические движения распространяются по кишечнику волнообразно и заключаются в сокращении циркулярных мышц выше пищевого комка и одновременном расширении полости кишки в результате сокращения продольных мышц ниже пищевого комка. При этом внутрикишечное давление в области пищевого комка повышается, а в расширенной полости кишки падает. Возникающий градиент давления является непосредственной причиной продвижения химуса по кишечнику. Перистальтические сокращения чаще всего инициируются растяжением кишечной стенки, механическим раздражением слизистой кишечника и координируются местными рефлексами, замыкающимися в нейронах межмышечного нервного сплетения стенки кишки.
Тонические сокращения имеют локальный характер и особенно выражены в зоне илеоцекального сфинктера, они регулируют длительность пребывания пищевых масс в тонком кишечнике. Тонические сокращения характерны и для других сфинктеров пищеварительного тракта.
Регуляция моторики тонкого кишечника осуществляется Главным образом местными рефлекторными механизмами с Участием нервных сплетений стенки кишки. Однако двигательная активность кишечника находится также под контролем цен- тРальной нервной системы. Разговоры и мысли о вкусной еде, прием пищи рефлекторно усиливают моторику кишечника. При отрицательном отношении к еде моторика тормозится. Иногда при сильных отрицательных эмоциях (например, при страхе) возникает выраженная перистальтика кишечника ("нервный понос"). При возбуждении парасимпатических волокон блуждающего нерва моторика кишечника усиливается, а при возбуждении симпатических нервов — тормозится.
Гормоны пищеварительного тракта также оказывают влияние на моторику тонкого кишечника: усиливают моторику гастрин, холецистокинин, гистамин, серотонин, мотилин; тормозят — секретин, желудочный ингибирующий пептид, вазо- активный интестинальный пептид.
11.7. Пищеварение в толстом кишечнике
Общая характеристика пищеварения в толстом кишечнике. В толстый кишечник пища попадает почти полностью переваренной, за исключением растительной клетчатки. В этом отделе пищеварительного тракта происходит интенсивное всасывание воды из полости кишечника. Остатки пищи уплотняются, склеиваются слизью и формируют каловые массы. У взрослого человека за сутки образуется и выводится из организма в среднем 150—250 г кала. Железы толстого кишечника вырабатывают небольшое количество щелочного секрета, бедного ферментами, но содержащего много слизи.
Для моторики толстого кишечника характерны маятнико- образные и перистальтические движения, которые совершаются очень медленно, что обусловливает длительное пребывание пищи в этом отделе желудочно-кишечного тракта. Регуляция моторики происходит главным образом с помощью местных рефлексов, осуществляемых нейронами кишечной стенки. Механическое раздражение пищевыми массами слизистой кишечника вызывает усиление перистальтики. Питание растительной пищей, содержащей клетчатку, не только увеличивает объем образующегося кала за счет непереваренных растительных волокон, но и ускоряет перемещение пищевых масс по кишечнику, оказывая раздражающее действие на слизистую.
Роль микрофлоры толстого кишечника. Толстый киШеЧ' ник человека в отличие от других отделов пищеварительного тракта обильно заселен микроорганизмами. Содержание мик
II 19
робов в толстой кишке составляет 10 —10 на 1 мл содержимого. Около 90% микрофлоры толстой кишки — это обли- гатные анаэробные бифидобактерии и бактероиды. g меньшем количестве встречаются молочнокислые бактерии, кишечная палочка, стрептококки. Микроорганизмы толстого кишечника выполняют ряд важных функций. Ферменты, вырабатываемые бактериями, могут частично расщеплять непереваренные в вышележащих отделах пищеварительного тракта растительные волокна — целлюлозу, пектины, лигнины. Микрофлора толстого кишечника синтезирует витамины К и группы В (В j, Bg, В|2), которые в небольшом количестве могут всасываться в толстом кишечнике. Микроорганизмы также принимают участие в инактивации ферментов пищеварительных соков. Важнейшей функцией микрофлоры толстого кишечника является способность предохранять организм от патогенных бактерий, попадающих в пищеварительный тракт. Нормальная микрофлора препятствует размножению в кишечнике патогенных микроорганизмов и их поступлению во внутреннюю среду организма. Нарушение нормального состава микрофлоры толстого кишечника при длительном приеме антибактериальных препаратов сопровождается активным размножением патогенных микробов и приводит к снижению иммунной защиты организма.
Дефекация. Дефекация (опорожнение толстой кишки) представляет собой строго координированный рефлекторный акт, осуществляющийся в результате согласованной моторной активности мышц конечных отделов толстой кишки и ее сфинктеров и включающий непроизвольный и произвольный компоненты. Непроизвольный компонент дефекации заключается в перистальтическом сокращении гладких мышц стенки дистальных отделов толстой кишки (нисходящей ободочной, сигмовидной и прямой) и расслаблении внутреннего анального сфинктера. Этот процесс инициируется растяжением каловыми массами стенок прямой кишки и осуществляется с помощью местных рефлексов, замыкающихся в нейронах кишечной стенки, а также спинальных рефлексов, замыкающихся в нейронах крестцового отдела спинного мозга (S2—S4), где располагается спинальный центр дефекации. Эфферентные Нервные импульсы из этого центра по парасимпатическим Волокнам тазового и полового нервов вызывают расслабление внутреннего анального сфинктера и усиление моторики прямой кишки.
Позыв к дефекации возникает при заполнении прямой кишки на 25% от ее объема. Однако при отсутствии условий через некоторое время происходит адаптация растянутой каловыми массами прямой кишки к увеличенному объему, расслабление гладких мышц стенки кишки и сокращение внут- реннего анального сфинктера. При этом наружный анальный сфинктер, образованный поперечно-полосатой мускулатурой остается в состоянии тонического сокращения. Если для дефекации имеются соответствующие условия, к непроизвольному компоненту присоединяется произвольный, который заключается в расслаблении наружного анального сфинктера, сокращении диафрагмы и брюшных мышц, что способствует повышению внутрибрюшного давления. Для включения произвольного компонента дефекации необходимо возбуждение центров продолговатого мозга, гипоталамуса и коры больших полушарий. При повреждении крестцового отдела спинного мозга рефлекс дефекации полностью исчезает. При повреждении спинного мозга выше крестцовых отделов сохраняется непроизвольный компонент рефлекса, однако утрачивается способность к произвольному акту дефекации.
11.8. Всасывание
Всасывание — это процесс переноса питательных веществ, воды, ионов, витаминов, микроэлементов из просвета пищеварительного тракта в кровь и лимфу. Питательные вещества всасываются в виде мономеров, образующихся при переваривании пищи в желудочно-кишечном тракте. Активное и полное всасывание происходит при образовании достаточного количества мономеров в процессе расщепления питательных веществ, хорошем кровоснабжении слизистой оболочки пищеварительного тракта и при условии полноценной функциональной активности клеток слизистой, через которые мономеры питательных веществ транспортируются во внутреннюю среду организма- Небольшое количество воды и ионов подвергается всасыванию через межклеточные пространства.
В различных отделах пищеварительного тракта всасывание осуществляется с разной интенсивностью. В ротовой полости питательные вещества практически не всасываются из-за кратковременного пребывания пищи. Однако некоторые лекарственные препараты (валидол, нитроглицерин) при их ^хождении в ротовой полости ("рассасывании") быстро поступают в кровоток вследствие обильного кровоснабжения ее слизистой. В желудке всасываются вода, ионы, глюкоза, алкоголь, небольшое количество аминокислот. Наиболее активно процессы всасывания протекают в тонком кишечнике, площадь поверхности которого значительно увеличивается за счет круговых складок слизистой и выростов энтероцитов — ворсинок и микроворсинок. Кишечные ворсинки имеют густую сеть капилляров, характеризующихся высокой проницаемостью. Ритмическое сокращение ворсинок способствует лучшему контакту их поверхности с содержимым кишечника и облегчает отток крови и лимфы с всосавшимися мономерами вследствие сжатия кровеносных и лимфатических сосудов. В толстом кишечнике происходит в основном всасывание воды. В прямой кишке могут в небольших количествах всасываться глюкоза, аминокислоты, витамины, что используется в лечебных целях при назначении питательных клизм.
Механизмы всасывания. Среди механизмов всасывания (табл. 11.1) выделяют пассивный, активный и вторично-активный транспорт. Пассивный транспорт происходит путем диффузии по концентрационному, осмотическому, электрохимическому градиентам.
Такой транспорт возможен при хорошей проницаемости мембраны энтероцита для данного вещества. При наличии концентрационного градиента вещество перемещается из области его большей концентрации в область меньшей. При наличии осмотического градиента происходит перемещение воды из области с низким осмотическим давлением в область с высокой осмолярностью.
Вторично-активный транспорт осуществляется против градиентов с помощью особых белков-переносчиков. Этот вид транспорта обеспечивает всасывание большинства мономеров и является натрийзависимым. Перенос мономера через ^ембрану энтероцита осуществляется в составе комплекса — переносчик — мономер. Причем ионы Na+ поступают в эИтероцит путем диффузии по концентрационному градиенту и ТянУт за собой весь комплекс.
Таблица / / . /. Всасывание различных веществ в тонком кишечнике
Вещество |
Мономеры, образующиеся в процессе расщепления |
Механизм всасывания |
Углеводы |
Моносахариды (глюкоза, галактоза, фруктоза) |
Na-зэвисимый вторично-актиТП ный транспорт или диффузия ц0 концентрационному градиенту |
Белки |
Аминокислоты, дипеп- тиды |
Na-зэвисимый вторично-актйвТ ный транспорт или диффузия по концентрационному и электрохимическому градиентам |
Липиды Жирорастворимые витамины |
Жирные кислоты, мо- ноглицериды, холестерин |
Образование мицелл при учас^ тии желчных кислот в просвете кишечника Диффузия в составе мицелл в энтероцит Ресинтез триглицеридов в энте- роцитах Формирование хиломикронов (с участием апопротеинов) и их транспорт в лимфу |
Водорастворимые витамины |
|
Na-зэвисимый вторично-активный транспорт |
Витамин В12 |
|
С помощью внутреннего фактора Касла (в подвздошной кишке) |
Желчные кислоты |
|
Na-зэвисимый вторично-активный транспорт, возвращаются обратно в печень |
Вода |
|
Диффузия по осмотическому градиенту |
Na+ |
|
Диффузия по концентрационному и электрохимическому градиентам (в энтероцит), первично- активный транспорт (из энтеро- цита в кровь) |
Са2+ |
|
Вторично-активный транспорт с помощью Са-связывающего белка мембраны энтероцита (для синтеза которого необходима активная форма витамина_0) |
ре2+ (Fe3+ превращается в Fe2+ под действием соляной кислоты желудочного сока) |
|
Первично-активный и вторично- активный транспорт (в двенадцатиперстной и тощей кишке) В энтероците связывается с белком апоферритином, в плазме крови — с белком трансферрином |
В результате всасывания продукты гидролиза белков и углеводов, вода, ионы, водорастворимые витамины поступают в кровь, а продукты гидролиза жиров, жирорастворимые витамины - в лимфу.
\ 1.9. Механизмы возникновения голода и насыщения
Совокупность нейронов, возбуждение которых вызывает у целовека пищевое поведение, направленное на поиск и прием пищи, называют пищевым центром. В пищевой центр входят нейроны коры больших полушарий, лимбической системы, ретикулярной формации, гипоталамуса. Ведущую роль в формировании пищевого поведения играют ядра гипоталамуса. В экспериментах на животных установлено, что раздражение латеральных ядер гипоталамуса приводит к резкому повышению аппетита (гиперфагии), а их разрушение — к отказу от пищи, раздражение вентромедиальных ядер гипоталамуса сопровождается отказом от пищи ("мнимая сытость"), а их разрушение — к постоянной потребности в еде и неспособности насыщаться ("волчий аппетит"). Результаты этих исследований позволили сделать заключение, что латеральные ядра гипоталамуса являются центрами голода, а вентромедиальные — центрами насыщения. Центры голода и насыщения находятся друг с другом в реципрокных отношениях.
Голод — физиологическое состояние, выражающее потребность организма в питательных веществах. Субъективные проявления голода — головокружение, головная боль, общая слабость, неприятные ощущения в области желудка (жжение, сосание под ложечкой). Первоначально ощущение голода возникает при поступлении в латеральный гипоталамус афферентных нервных импульсов от механорецепторов пустого желудка, мышечный тонус которого повышается по мере эвакуации из него пищи. Далее снижается содержание питательных веществ в крови и депо, и кровь с низким содержанием питательных веществ, в первую очередь глюкозы ("голод- Ная' кровь), дополнительно возбуждает гипоталамический Центр голода. Из гипоталамуса возбуждение распространяет- Ся на нейроны лимбической системы, ретикулярной формации икоры больших полушарий, что формирует у человека поведе- Ние, направленное на поиск и прием пищи.
Насыщение — физиологическое состояние, которое выра, жает отсутствие потребности организма в питательных вещес. твах и возникает при возбуждении нейронов центра насыще. ния и торможении нейронов центра голода. Оно появляется в процессе приема пищи задолго до всасывания в кровь продук_ тов гидролиза питательных веществ. Такое насыщение назы- вается первичным или сенсорным. Сенсорное насыщение формируется при возбуждении центра насыщения афферентными нервными импульсами от рецепторов ротовой полости и желудка и является непродолжительным. Вторичное, или истинное, насыщение возникает при возбуждении центра насыщения всосавшимися в кровь продуктами гидролиза питательных веществ. Это происходит через 1,5—2 ч и более с момента приема пищи. Истинное насыщение более продолжительно и называется также метаболическим насыщением.
Аппетит — эмоциональное окрашенное ощущение, связанное со стремлением к потреблению пищи определенного вида. Обычно сочетается с легким чувством голода и формируется при участии нейронов коры больших полушарий и лимбической системы. При нарушении аппетита могут развиваться анорексия, бу- лимия, извращенный аппетит. Анорексия — снижение аппетита вплоть до полной его потери. Булимия — резкое повышение аппетита. Извращенный аппетит проявляется в стремлении принимать в качестве пищи несъедобные вещества (мел, землю, бумагу), часто возникает при расстройствах психики.
Контрольные вопросы и задания
/. Что такое пищеварение?
В чем заключаются непищеварительные функции желудочно-кишечного тракта?
Какие пищеварительные функции осуществляются в ротовой полости?
Какое влияние на переработку пищи в желудочно-кишечном тракте оказывает пищеварение в ротовой полости?
Назовите основные вещества, входящие в состав слюны.
Какие функции выполняет слюна?
7 Опишите, как происходит активация слюноотделения при приеме пищи.
8. В каких состояниях организма происходит уменьшение секреции слюнных желез?
9. Из каких фаз состоит акт глотания ? Дайте характеристику каждой фазы.
Назовите основные пищеварительные функции желудка.
Назовите основные вещества, входящие в состав желудочного сока.
Какие ферменты имеются в желудочном соке? Какие питательные вещества они расщепляют?
Назовите основные функции соляной кислоты, входящей в с0стао желудочного сока.
Какие функции выполняет слизь, образующаяся в желудке?
Перечислите фазы желудочной секреции и объясните механизмы регуляции секреции в каждую фазу.
Что представляет собой опыт "мнимого кормления" и для чего он был предложен И.П. Павловым ?
Охарактеризуйте основные гормоны желудочно-кишечного тракта, которые принимают участие в регуляции желудочной секреции.
Как влияет симпатическая и парасимпатическая нервная система на секрецию и моторику желудка?
Какое влияние оказывает характер принятой пищи на желудочную секрецию?
Назовите основные методы изучения желудочной секреции.
Опишите, как происходит эвакуация пищи из желудка в двенадцатиперстную кишку. Какие факторы влияют на скорость этого процесса?
Что такое рвота? Каковы причины и механизмы ее развития ?
Какие пищеварительные соки обеспечивают пищеварение в двенадцатиперстной кишке?
Назовите основные ферменты сока поджелудочной железы. Какие питательные вещества они расщепляют?
Перечислите фазы панкреатической секреции и объясните механизмы регуляции секреции в каждую фазу.
Где образуется желчь? Какие вещества, входящие в состав желчи, определяют ее качественное своеобразие?
27 Назовите основные функции желчи.
Где осуществляется хранение желчи в межпищеварительный период? Как изменяется состав желчи, находящейся в желчном пузыре?
Объясните, как происходит кишечно-печеночная рециркуляция желчных кислот и какое это имеет значение?
Как связано желчеобразование и желчевыделение с приемом пищи? Какие гуморальные и пищевые вещества их стимулируют?
Какой метод используется для исследования желчи?
Назовите основные пищеварительные и не пищеварительные Функции печени.
Дайте характеристику состава и свойств кишечного сока Какие механизмы участвуют в регуляции кишечной секреции?
Назовите виды кишечного пищеварения в зависимости ощ его локализации.
Каковы особенности пристеночного пищеварения? Как взаимосвязаны конечный этап расщепления веществ и процесс всасывания?
Назовите основные виды моторики тонкого кишечника. Как осуществляется ее регуляция ?
37 Почему питание растительной пищей стимулирует моторику кишечника?
Назовите основные функции микрофлоры толстого кишечника.
Какие отделы ЦНС принимают участие в регуляции процесса дефекации?
Какие необходимые условия обеспечивают активное и полное всасывание питательных веществ в желудочно-кишечном тракте?
Охарактеризуйте всасывание в различных отделах пищеварительного тракта.
Назовите основные механизмы всасывания различных питательных веществ.
Что такое голод ? Как формируется чувство голода ? Какими субъективными ощущениями оно сопровождается?
Где располагается центр голода? Что происходит при его раздражении, разрушении ?
Что такое насыщение? Какие виды насыщения вы знаете?
Объясните механизмы формирования первичного и вторичного насыщения.
47 Что такое аппетит? Какие виды нарушения аппетита вы знаете ?
Сможет ли человек проглотить пищу при полной анестезии корня языка и глотки?
Почему еда с аппетитом ведет к более эффективному перевариванию пищи, чем еда без аппетита?
Объясните, почему поступление пищи в желудок вызывает чувство насыщения, несмотря на то что всасывания пищевых веществ еще не произошло.
Как и почему изменится секреция желудочного сока при употреблении преимущественно углеводной пищи? при питании пищей, богатой белками?
Почему после удаления желудка у больных может развиваться анемия?
Как изменится моторная функция желудка и кислотность желудочного сока после операции (производимой с лечебной целью) перерезки веточки блуждающего нерва, иннервирующей желудок-
Как вы считаете, можно ли с помощью питательных клизМ обеспечить нормальное состояние организма в течение длителЬ ного времени?